LMQ3543集装箱门式起重机总体参数化设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985LMQ3543集装箱门式起重机总体参数化设计学院（系）专业班级学生姓名指导老师买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“”）作者签名年月日导师签名年月日买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要随着起重运输机械越来越广泛的应用于国民经济建设的各个领域，要求起重机械的设计和制造具有快速的市场响应能力。本文针对当前我国港口起重机的发展现状，详细叙述了集装箱门式起重机总体设计的步骤，包括确定主要工作机构和金属结构的形式、计算载荷、载荷组合和稳定性的校核，然后利用VB将总体设计计算过程程序化，并进行检验，再利用三维实体建模软件SOLIDWORKS建立LMQ3543集装箱门式起重机的门架模型，并用VB将模型里面的尺寸参数化，得到改变参数，门架的模型就会相应改变并且重建的效果。结果表明，本文由总体设计确定的集装箱门式起重机的各项参数均满足要求。本文的特色在于使用VB把总体设计的计算过程程序化，方便验算所给参数的正确性；利用SOLIDWORKS对集装箱门式起重机进行三维建模，然后将其参数化，这便于随时更改主要的设计参数，并迅速得到更改后的模型图。关键词集装箱门式起重机；总体设计；程序化；三维建模；参数化买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFTHECRANETRANSPORTMACHINERYINTHEAPPLICATIONOFTHENATIONALECONOMYINVARIOUSFIELDS,THEREQUIREMENTOFTHEDESIGNANDMANUFACTURINGOFTHECRANEMACHINERYHASAFASTMARKETRESPONSECAPABILITYACCORDINGTOTHECURRENTSITUATIONOFCHINASDEVELOPMENTOFPORTCRANETHISTHESISDESCRIBEDTHEOVERALLDESIGNOFGANTRYCONTAINERCRANESTEPSINDETAIL,INCLUDINGTHEDETERMINATIONOFTHEMAINWORKINGMECHANISMANDMETALSTRUCTUREFORM,LOADCALCULATION,LOADCOMBINATIONANDSTABILITYCHECKING,THENMAKETHEOVERALLDESIGNCALCULATIONBEPROGRAMMED,ANDTESTITTHENUSING3DMODELINGSOFTWARESOLIDWORKSBUILDLMQ3543CONTAINERGANTRYCRANEGATEFRAMEMODEL,ANDUSINGVBGETTHEDIMENSIONPARAMETERSOFTHEMODEL,GETTHEEFFECTOFCHANGINGPARAMETERS,THEDOORFRAMEMODELWILLCHANGEANDRECONSTRUCTTHEMODELTHERESULTSSHOWTHATTHEPARAMETERSOFTHECONTAINERCRANEISDETERMINEDBYTHEOVERALLDESIGNCANMEETTHEREQUIREMENTTHEFEATUREISTOUSETHEVBTODESIGNCALCULATIONPROCEDURE,WHICHISCONVENIENTFORCHECKINGTHECORRECTNESSOFTHEPARAMETERSTHREEDIMENSIONALMODELINGOFTHECONTAINERGANTRYCRANEBASEDONSOLIDWORKS,ANDTHENPARAMETERIZEDIT,WHICHMAKESITEASYTOCHANGEANYOFTHEMAINDESIGNPARAMETERSANDQUICKLYTOCHANGEAFTERGRAPHMODELKEYWORDSCONTAINERCRANEOVERALLDESIGNPROGRAMTHREEDIMENSIONALMODELINGPARAMETERIZATION买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985II买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985III买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IV买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985V买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VI买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VII买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VIII买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IX买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985X买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985XI买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985XII目录第1章绪论111国内外现状分析112课题的研究目的和意义113课题研究的内容2第2章总体设计计算321主要技术参数322生产率计算423确定主要工作机构和金属结构的形式6231确定主要工作机构的形式6232确定金属结构的形式1224计算载荷及载荷组合1325起重机稳定性校核22251最大轮压验算22252整机稳定性验算24第3章利用VB将总体设计计算过程程序化2631VB60简介2632总体设计计算过程程序化2633总体计算过程程序化结果实例3034本章小结33第4章LMQ3543集装箱门式起重机主结构三维建模参数化3441SOLIDWORKS简介3442集装箱门式起重机主结构三维建模3443集装箱门式起重机主结构三维建模参数化39第5章全文总结与展望4351全文总结4352经济性分析4353未来展望43参考文献45致谢46买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850第1章绪论11国内外现状分析集装箱化是物流现代化的主要标志之一。发达国家杂货流已基本实现集装箱化，1993年全世界集装箱保有量已约800万标箱，香港、新加坡等港口集装箱吞吐量均高达900万标箱左右【1】。由于集装箱运量的日益增长对集装箱堆场和装卸车效率的要求越来越高，这就要求装卸工艺系统能合理使用堆场和装卸车提高装卸效率，扩大堆场的通过能力。集装箱码头堆场作业是码头作业的重要环节，堆场作业效率对船舶装卸效率和集疏运卡车在港时间等有较大的影响，是影响码头竞争力的主要因素之一【2】。目前，集装箱门式起重机装卸工艺应用最为广泛。虽然目前这种工艺还存在优缺点，不过随着社会和科技的进步，这些缺点一定会逐渐改善的。现在岸边集装箱起重机是集装箱码头进行船舶装卸作业的主要设备,其规格和性能参数的提高是集装箱码头现代化和大型化的标志，2006年之前的10多年,全球岸边集装箱起重机不断大型化以适应集装箱船舶大型化的趋势【3】。轨道式集装箱门式起重机是目前国内外非常受推崇的一种集装箱堆场机型，我国港口和铁路货场越来越多地选用这种机型【4】。轨道式集装箱门式起重机是具有集装箱装卸、储运、移动、编组等功能的专用设备，由于该类起重机必须在限定的轨道上运行，通常用于铁路集装箱货场和堆场，轨道一般采用埋轨式【5】。当前我国起重机制造行业蓬勃发展，行业内的竞争日益激烈，而从技术水平上看，我国的起重机设计制造水平与发达国家还有一定的差距，主要体现为我国的设计、制造的自动化水平还不够高，国内起重机设计中新方法的应用还不成熟。现在世界上工业发达国家已经进入新的技术革命时代，我国目前仍处在设计、生产周期化阶段，起点低，设备落后，相对发达国家落后20年左右。在我国，配套件和原材料供应不足的问题，是目前行业普遍面临的共性问题。但是由于技术理念、技术手段以及企业技术队伍实力的提高，国内大型起重机的研制势在必行。若想赢得更多用户的支持，还应持续不断提升产品性能、质量和可靠性，而自主创新技术的研发和结构的精细设计与制造是产品持久生存的根本条件【6】。12课题的研究目的和意义此次毕业设计旨在通过这些一系列我们未见过或者少见，并且需要完成的设计工作让我们熟悉掌握起重机设计的方法，以及一系列相关的软件，同时要求我们能自己合理解决设计中遇到的各个问题，培养我们自主研发的能力以及发现问题和解决问题的能力。综合考虑以上因素及其国内外现状的分析，在港口机械研制过程中引入VB程序，可以快买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851速检验参数的正确性，同时将整机三维建模参数化，可大大缩短总体设计周期，也可以快速改变设计主要参数，这为起重机的设计提供了高速高效的途径，使其具有快速响应市场的能力，同时也可以对我们积累经验有很好的促进作用。13课题研究的内容本课题以LMQ3543集装箱门式起重机为研究对象，对它进行总体设计，包括确定主要工作机构和金属结构的形式、计算载荷、载荷组合和稳定性的校核，然后利用VB将总体设计计算过程程序化，并进行检验，再利用三维实体建模软件SOLIDWORKS建立LMQ3543集装箱门式起重机的整机模型，并用VB将模型里面的尺寸参数化。具体工作如下（1）根据课题所给的研究对象，参照起重机设计手册和起重机设计规范，确定主要工作机构和金属结构的形式、计算载荷、载荷组合和稳定性的校核，完成总体计算说明书。（2）利用VB将总体设计计算过程程序化。（3）利用三维实体建模软件SOLIDWORKS建立LMQ3543集装箱门式起重机的整机模型，再用VB将模型里面的主要尺寸参数化。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852第2章总体设计计算21主要技术参数起重机的主要技术参数是表征起重机工作性能的主要技术指标，也是进行起重机械选型或设计的主要技术依据。（1）起重量起重机的集装箱吊具下允许吊起的集装箱质量。对于采用集装箱吊具的LMQ3543集装箱门式起重机，其起重量为35T，集装箱吊具质量为10T。（2）起升高度集装箱吊具旋锁底平面距离地面的最大垂直距离。取决于集装箱门式起重机门架下所堆放的集装箱的层数和高度。LMQ3543门式起重机起升高度为153M。（3）机构工作速度集装箱门式起重机的机构工作速度一般是指起升速度、大车运行速度和小车运行速度。工作速度的选择通常是根据工作需要和起重机的构造型式确定。本文将三个工作速度分别设定为18M/MIN、446M/MIN、70M/MIN。（4）机构工作级别工作级别是表征起重机械工作繁重程度的重要参数。与起重机工作忙闲程度、载荷大小、作用特性有关。为了使起重机具有先进合理的技术经济指标，保证起重机经济耐用、安全可靠、在设计或者造型时必须根据起重机工作的忙闲程度和载荷轻重状态，合理确定其工作级别。本文将起升机构、大车运行机构、小车运行机构的工作级别分别取为M7、M6、M7。（5）轨距和基距轨距是指起重机有轨运行的运行轨道中心线的水平距离。将大车运行机构和小车运行机构的轨距分别取为43M、14462M。基距是指门式起重机一侧门腿大车平衡梁销轴之间的距离。它由鞍梁上机构的布置及整机稳定性等因素决定。将大车与小车运行机构基距分别取为16792M、44M。（6）轨道型号在起重机设计手册中，中小型起重机的小车常采用P型铁路钢轨，大型起重机采用P型与QU型起重机专用钢轨。本设计中大车运行机构选用QU80型号轨道，小车运行机构选用QU80型号轨道，且许用轮压为250KN。因此本次设计的LMQ3543集装箱门式起重机的基本尺寸参数见下表21买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853表21技术参数项目名称技术参数起重量35T起升高度153M起升机构18M/MIN大车运行机构446M/MIN机构工作速度小车运行机构70M/MIN起升机构M7大车运行机构M6机构工作级别小车运行机构M7大车运行机构43M轨距小车运行机构14462M大车运行机构16792M基距小车运行机构44M工作状态最大风速20M/S许用轮压250KN大车运行机构QU80轨道型号小车运行机构QU80电源380V/50HZ22生产率计算集装箱的布置形式形如图21买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854图21集装箱布置形式在计算典型工况的作业循环时间时，通常认为每一动作的加速、运行和减速，都是以其机构设计允许的最大值进行的；忽略起升和小车只要集装箱一让开障碍物就应同时运行事实；同时但还必须考虑一些细节所消耗的作业时间，如（1）载荷都下降到距其所要落在其上的表面1M以内停止，然后下降到该表面上；（2）啮合或松开旋锁允许2秒钟，这是所可考虑的唯一的停机时间；（3）大车位置的调整等因素。综合考虑后，获得集装箱门式起重机作业过程中的平均移动距离为A满载上升5800MMB空载上升800MMC满载下降2100MMD空载下降5200MME小车运行39116MM其工作循环路线图为图22工作循环图通过计算，得出的理论工作循环时间如图23所示。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855图23工作循环时间港口起重机每小时能完成的循环次数，则被称为作业次数。集装箱起重机的生产率AN是以每小时的起吊箱量计算。以箱量计的生产率AN可表示为AN单次作业起吊的集装箱数作业次数N其中单次作业起吊的集装箱数以标准箱计。式中N港口起重机每小时的作业循环次数。故本机生产率为AN13600/120430箱/小时2123确定主要工作机构和金属结构的形式231确定主要工作机构的形式起重机械是指用吊钩或其他取物装置吊挂重物，在空间进行升降、运移等循环性作业的机械。它是以间歇、重复的工作方式，对货物进行装卸、转运和安装等作业。港口起重机则是根据港口装卸作业特点和要求设计的，具有短暂、重复、周期性循环的工作特点。本次设计的集装箱门式起重机主要有起升机构、大车运行机构、小车运行机构三大主要工作机构。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856（A）起升机构起升机构是使载荷升降的机构，它是起重机械中不可缺少的、最重要的机构，其工作性能的优劣将直接影响到起重机的技术性能。它主要由驱动装置、制动装置、钢丝绳滑轮组卷绕系统、取物装置等组成。起升机构的总体布置方案在很大程度上取决于驱动装置形式。在港口起重机中，常用的驱动装置形式为电机分别驱动，各机构由独立的电机驱动，分组性好，布置、安装维修都比较方便，操纵控制系统简单。传动装置包括减速器、联轴器和传动轴。减速器常用封闭式的卧式标准两级或三级圆柱齿轮减速器，起重量较大者有时增加一对开式齿轮以获得低速大力矩。为补偿吊载后小车架的弹性变形给机构工作可靠性带来的影响，通常采用有补偿性能的弹性柱销联轴器或齿轮联轴器。电动机和减速器高速轴之间通常采用较长的浮动轴来补偿安装或小车架变形等原因引起的误差。卷筒和钢丝绳滑轮组组成起重机的卷绕系统，桥架类型起重机采用双联滑轮组，单联滑轮组一般用于臂架类型起重机。由于本机是用于集装箱的装卸和搬运，故取物装置使用集装箱吊具。起升机构的制动器必须是常闭式的，电动机驱动的起重机常用块式制动器，通常装在高速轴上（也有装在与卷筒相连的低速轴上）。制动器经常利用联轴器的一个半体兼作制动轮，即使联轴器损坏，制动器仍能起安全保护作用。本机起升机构由电动机、制动器、减速器、滑轮、钢丝绳、卷筒及吊具等组成。电动机通过联轴器（和传动轴）与减速器的高速轴相连，减速器的低速轴带动卷筒，集装箱吊具与卷绕在卷筒上的钢丝绳滑轮组就连接起来。当电动机正反两个方向的运动传递给卷筒时，通过卷筒不同方向的旋转将钢丝绳卷入或放出，从而使吊具与吊挂在其上的集装箱实现升降运动，这样，将电动机输入的旋转运动转化为吊钩的垂直上下的直线运动。常闭式制动器在通电时松闸，使机构运转；在失电情况下制动，使吊钩连同货物停止升降，并在指定位置上保持静止状态。当滑轮组升到最高极限位置时，上升极限位置限制器被触碰面动作，使吊钩停止上升。当吊载接近额定起重量时，起重量限制器及时检测出来，并给予显示，同时发出警示信号，一旦超过额定值及时切断电源，使起升机构停止运行，以保证安全。其平面布置图如下图24所示买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857图24起升机构平面布置图（1）选择滑轮组的型式和倍率当Q25100T时，钢丝绳承载分支数取为412，每根钢丝绳平均承受的拉力一般在510T范围内。本机起重量为35T，故可将钢丝绳承载分支数I取为8，则该双联滑轮组倍率为MI/28/2422（2）计算选取钢丝绳集装箱起重机钢丝绳的钢丝通常采用表面光丝、I级、抗拉强度为1670N/MM、双绕绳、交互捻（ZS/SZ）、线接触、瓦林吞型W钢丝绳。对于起升机构工作级别M7的集装箱起重机，在保证一定寿命的前提下允许按较低的工作级别选择，但最低安全系数不得小于6。计算钢丝绳所承受的最大静拉力（即钢丝绳分支的最大静拉力）为23NZPSQMAX4H10683597042M式中PQ额定起升载荷，指所有起升质量的重力；Z绕上卷筒的钢丝绳分支数，双联滑轮组，取Z2；M滑轮组倍率，M4；H滑轮组的机械效率，H097。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858计算钢丝绳的最小直径24M75210683510D4MAXINSC取钢丝绳直径D30MM。式中C钢丝绳的选择系数，根据机构工作级别和钢丝的抗拉强度查表得C0108。计算钢丝绳破断拉力25NS54MAXP10361085N式中N安全系数，根据机构工作级别查表确定N6；钢丝绳的完整型号标记为钢丝绳6T2526170I光右交（GB110274）。（3）滑轮及卷筒尺寸的确定滑轮的最小卷绕直径26M75032DHMIN0D式中H2滑轮直径与钢丝绳直径的比值,与机构工作级别和钢丝绳结构有关，查表得H225。卷筒的尺寸与转速卷筒形式为单层双联卷筒卷筒槽底的直径为27M6423012D1H）（）（D式中D按钢丝绳中心计算的卷筒的允许的最小卷绕直径，MM；H1与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，查表得H1224。取D820MM，那么D0DD30820850MM。（4）起升功率计算电机功率可按起升额定起升重量稳定工作时的静功率计算28WVQNK20156847016945106J式中V起升速度，V18M/MIN；起升时的总机械效率，TCH0980900960847；T卷筒的机械效率，T098；C减速器的机械效率，C090；买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859H滑轮组的机械效率，H096。初选电动机时，应根据起升静功率及JC值选取相应电动机，使所选电动机在相应CZ值时的功率和计算的静功率相接近。选取1个电动机，型号为YZP355M28，功率为200KW，转速为750R/MIN。（5）减速装置计算减速器传动比29827145083MVNINIQD0QTIDD故又式中ND在额定起升载荷作用下的电动机转速，即相当于PJ时的转速，ND750R/MINVQ起升速度，VQ18M/MIN；起升机构减速器功率按起升机构静功率PJ计算。根据PJ，I，ND，机构工作级别，从标准减速器系列中选用合适的减速器型号。本机选用型号M3RSF70560304的减速器，速比为56（6）计算制动力矩并选择制动器为了安全，起升机构制动器的制动力矩必须大于由于物品所产生的静力矩，将货物可靠地支持在空中，保证足够的安全裕度。应满足下式210M3418602451JNMKZ式中KZ起升机械制动器安全系数，按照起重机设计规范规定，取KZ15；MJ制动时制动轴上的静力矩。即是悬吊物品时所引起的该轴上的静力矩。211NXDQ2314087425095IM20J（其中X绕上卷筒的钢丝绳分支数。根据所需制动力矩，可在产品目录中选取所需类型的制动器。本机选用型号为YWZ5630/301的制动器。（B）运行机构运行机构是实现货物的水平运输（带载运行）或调整、变更起重机和起重小车的工作装置（空载运行）。它分为工作性和非工作性两种。工作性运行机构可以带载运行，买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510用来水平运移货物，非工作性运行机构一般空载运行，用来调整起重机和起重小车的工作位置。起重机运行机构由运行支承装置、运行驱动装置和运行安全装置等三部分组成。本机是轨道式集装箱门式起重机，大车采用有轨运行机构。由于跨度大，为了保证运行稳定，大车运行机构的驱动一般采用分别驱动形式。而小车运行机构采用低速轴集中驱动。同时原动机选用电动机，驱动装置一般设置在运行部分，即采用自行式运行机构，驱动力主要来自主动车轮与轨道之间的附着力。运行机构的支承装置主要是钢制车轮组与轨道。车轮以踏面与轨道顶面接触并承受轮压。大车运行机构多采用铁路钢轨，当轮压较大时采用起重机专用钢轨。小车运行机构的钢轨采用方钢或扁钢，直接铺设在金属结构上。车轮组由车轮、轴与轴承箱等组成。为防止车轮脱轨而带有轮缘，以承受起重机的侧向力。大车主要采用双轮缘车轮，同时加装水平轮，以减轻起重机歪斜运行时轮缘与轨道侧面的接触磨损。小车广泛采用单轮缘车轮（轮缘在起重机轨道外侧）。对于无轮缘的小车，为防止小车倾翻，必须装有安全钩。运行机构的安全装置有行程限位开关、防风抗滑装置、缓冲器和轨道端部止挡，以防止起重机或小车超行程运行脱轨，防止室外起重机被强风刮跑造成倾覆。大车小车运行机构传动简图如下图25和26所示图25大车运行机构传动简图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511图26小车运行机构传动简图电动机的原动力通过联轴器（和传动轴）传递给减速器，经过减速器的减速增力作用，带动车轮转动，驱动力靠主动车轮轮压与轨道之间的摩擦产生的附着力。运行机构的制动器使处于不利情况下的起重机或小车，在限定的时间内停止运行。运行机构零部件的初步选型如下表22所示表22运行机构零部件的初步选型机构小车运行机构大车运行机构电动机DM160M4DM132ML4减速器KH97TKH107T制动器电机自带电机自带232确定金属结构的形式金属结构的作用是支撑载荷并起骨架作用，构造作业空间。它使载荷从作用点传递到支撑点，最后传到地面或基础结构，因此金属结构必须保证足够的强度、刚度和稳定性。只有满足强度、刚度和稳定性的要求才能保证起重机的使用性能和安全。起重机安全工作的寿命主要取决于金属结构不发生破坏的工作年限，而不是由任何其他装置和零部件的寿命所决定。金属结构的破坏会给起重机带来极其严重的后果。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512根据受力特征不同，起重机的金属结构的部件可分三类梁和桁架是主要承受弯矩的部件；柱是主要承受轴向压力的部件；压弯构件是既承受轴向压力又承受弯矩的部件。这些基本构件根据其受力和外形尺寸又可分别设计成实腹式、格构式、混合式的结构型式。实腹式构件主要由钢板组成，也称箱形构件，适用于载荷大、外形尺寸小的场合。格构式构件是由型钢、钢管或组合截面杆件连接而成的杆系结构。适用于受力相对较小、外形尺寸相对较大的场合。桁架是由杆件组成的受横向弯曲的格构式结构，是金属结构中的一种主要结构型式。混合式构件部分为实腹结构，部分为杆系结构。其特点和使用条件均介于格构式构件和实腹式构件之间。金属结构的连接主要有焊接、铆接和螺栓连接三种方法。结构部件之间的连接，有时采用铰接，即两个相连的部件都有带孔的凸耳，用销轴穿过，实现两个部件之间的饺连接。目前，焊接代替了铆接和普通螺栓连接，已成为最主要的连接方法。从设计，制造，安装，使用，维护方面综合考虑，主梁与门腿之间不采用焊接连接，而采用螺栓连接，这样便于在工厂制造、现场安装、维修、更换等操作。集装箱门式起重机金属结构的型式虽然各种各样，但主要是由大梁和门架系统两部分组成。大梁用以支撑载重小车，其上铺设小车运行轨道，并且通过门腿将移动载荷的作用力传递到基础。龙门起重机的主梁的箱形结构分为中轨箱形结构和偏轨箱形结构。门式起重机跨度在30M以下时，主梁和两个支腿做成刚性连接的结构；如果超过30M，门架常常采用一个支腿和主梁成铰连接，或支腿采用一挠一刚结构以改善由于跨度大、两侧支腿运行不同步或受温度影响而出现卡轨现象。门架系统是门式集装箱起重机的主要构件。门架系统包括门腿、门架撑杆组（斜撑杆和水平撑杆）和鞍梁。集装箱门式起重机多采用U型箱型或管型门腿和桁架型门腿。一般情况下，桁架式大梁配用桁架式门腿，箱形梁式大梁配用箱形门腿，有时桁架式大梁也可配用箱形门腿。集装箱门式起重机斜撑杆对门腿起三角形的稳定支撑作用，斜撑杆的安防位置根据门框梯子的安排位置不同而不同。一般采用管型和梁结构。鞍梁的作用1）联系两条门腿，控制其间距变化保持在一定范围内；2）放置电气房、发动机等电控装置。现在鞍梁的设计大多采用梁的型式。本文所述的集装箱门式起重机，有外悬臂，其主梁采用双梁箱形焊接结构。支腿采用一刚一柔结构，主梁与刚腿之间螺栓连接，主梁与柔腿之间采用销轴铰连接。由于主梁长度较长，采用分段制作后拼装，拼装时采用高强度螺栓连接。24计算载荷及载荷组合要保证起重机械安全可靠的工作，必须对起重机及其零部件进行必要的计算，这就买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513要求首先确定作用在起重机上的外载荷。起重机的外载荷有起升载荷、自重载荷、动载荷、风载荷、碰撞载荷、起重机偏斜运行时的水平侧向力等。在起重机设计计算中，对于变化复杂的实际载荷，只能用简化的理论计算并与试验和经验相结合的方法来确定，由此得到的载荷只是真实载荷的近似，称之为计算载荷。起重机械具有短暂、重复、周期性循环及载荷变化等特点。为了使起重机安全可靠、技术经济指标更为合理，在起重机零部件的强度和疲劳、寿命计算，总体计算时，通常将计算载荷分为三类工作情况下的正常载荷（类载荷）、工作情况下的最大载荷（类载荷）、非工作情况下最大载荷（类载荷），通过不同的载荷组合来进行结构的计算或校核。（1）起升载荷起升载荷就是起升质量的重力，起升质量包括起重机允许起升的最大有效物品质量、取物装置（吊钩滑轮组、起重横梁、抓斗、容器或吸盘）质量、悬挂着的挠性件以及其他在升降中的设备的质量。起升高度小于50M的起升钢丝绳的质量可忽略不计。本设计中，起重量为35T，吊具重量10000KG，则起升载荷35109800441KN212QP（2）自重载荷自重载荷是指起重机金属结构、机械设备以及附设在起重机上的存仓、连续运输机及其上的物料等的重力。起升质量的重力不计算在自重载荷内。自重载荷在起重机设计之前是未知的，然而计算结构应力时又是主要载荷。因此在设计时，一般都是参考同型的参数接近的已有起重机的自重作初步选定。自重的分配可根据结构情况而定，机械设备及电力设备的重量一般可看作为集中载荷，桁架自重可假定为平均地作用在桁架节点上，箱形梁自重、连续输送机自重及其上面的物料的自重均可看作为均匀分布的载荷。统计各自重载荷如下表23所示表23自重载荷买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514则起重机的自重为PG408988KG。（3）动载荷动力载荷是指起重机各质量由于运动状态变化而产生的动态力。它是强度计算的重要依据，对疲劳计算也有影响。起重机不工作或吊重静止在空中时，其自重载荷和起升载荷处于静止状态。在起重机工作时，当运动状态改变，动载效应使原有静力载荷值增加，其增大的部分就是动载荷。动载荷包括在变速运动中结构自重和起升载荷产生的惯性载荷；由于车轮经过不平整轨道接头或运动部分对缓冲器的撞击产生的冲击载荷；惯性载荷和冲击载荷使金属结构和机构的弹性系统产生振动的振动载荷。动载荷与运动方向和工作速度（加速度）有关，与结构因素（如系统质量的分布，系统的刚度和阻尼等）有关，而且与使用条件（如外载荷的大小及其变化规律、有无冲击等）有关。为了计算方便，通常用动力系数（动载荷与静载荷的比值）表示。使用时，一般根据实际情况，查阅起重机设计规范及有关手册选用。（1）起升机构产生的动载荷计算A）货物骤然离地起升（或下降制动）时起重机自重产生的冲击载荷起升质量突然离地起升或下降制动时，起重机自身质量也将产生振动，自重载荷将产生沿其加速度相反方向的冲击。根据规定，为考虑起升质量突然离地对自身质量的冲击作用，应将自重载荷乘以起升冲击系数。，取105。11091B）货物骤然离地或下降制动时产生的附加动载荷起升质量突然离地起升或下降制动时，对承载构件和传动机构将会产生附加动载荷。计算这种情况下的动载荷，其值等于起升载荷乘以起升载荷动载系数。起升速度越大，2系统的刚度越大，操作越猛烈，则值就越大。查相关手册，由近似计算公式2名称重量（KG）名称重量（KG）门架282158机器房10391门架梯子栏杆系统5750小车梯子栏杆3000小车供电系统3068大车运行机构48160防爬装置425锚定装置167小车总成25420电气控制系统5000起升机构11500电器房1610电器房支架1515电缆卷筒装置824吊具10000买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985151035V2（213）式中V额定起升速度M/S计算得1105。2C）起升质量突然卸载时的动载荷当起升质量部分或全部突然卸载时，将对结构产生动态减载作用，减小后的起升载荷等于突然卸载的冲击系数与起升载荷乘积。的计算公式为331M（214）式中起升质量中突然卸去的那部分质量；M起升质量；对于抓斗起重机或类似起重机0533计算得05。（2）运行机构产生的动载荷计算A）运行机构工作时通过不平轨道时的冲击载荷当起重机或起重小车沿道路或轨道运行，由于道路或轨道接缝的不平而使运动质量产生沿铅垂方向的冲击。为考虑这种冲击，将起升载荷和自重乘以运行冲击系数。有4轨运行时，运行冲击系数按下式计算41058VH（215）式中起重机运行速度M/S；V轨道不平的高低差MM。取H1M计算得115。4B）运行惯性力当运行机构起动或制动时，起重机自身质量和起升质量将产生水平方向的振动，产生水平方向动载荷。计算时，可先按刚体动力学的方法计算起重机系统在机构起、制动时的水平惯性力，水平惯性力的大小等于该质量与加速度的乘积。然后再将这些惯性MA力乘以考虑弹性振动影响的增大系数。起重机起动或制动时，起重机自身质量以及起5买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516升质量产生的水平惯性力为5HPMA（216）式中运行部分的质量；M起动（制动）加速度，查起重机设计手册，A系数，考虑起重机机构驱动力（制动力）突加及突变时结构的动力效应，5平均取15。5对于空载时的大车运行机构PH115370100001266600N对于满载时的大车运行机构PH115405100001272900N对于空载时的小车运行机构PH2152510000155625N对于满载时的小车运行机构PH21560100001513500N（4）风载荷在露天工作的起重机应考虑风载荷是一种沿任意方向的水平力。起重机风载荷分为工作状态下的风载荷和非工作状态下的风载荷两类。工作状态下的风载荷包括正常工作状态下的风载荷和工作状态下的最大风载荷；非工作状态下风载荷是起重机在WPWPWP非工作状态时所受的最大风力。风载荷可按下式计算WHPCKQA（217）式中作用在起重机上的风载荷N；WP风力系数，与结构型式有关；CKH风压高度变化系数；计算风压N/M2；Q起重机垂直于风向的迎风面积M2。A买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517（1）计算风压Q风压是风的速度能转化为压力能的结果，计算风压与空气的密度和风速有关。风压Q的计算式为20613QV（218）式中Q计算风压，N/M2；V计算风速，M/S。计算风压规定为按空旷地区离地10M高度处的阵风风速来确定，即3S时距的平均瞬时风速。工作状态的阵风风速，其取值为10MIN时距平均风速的15倍。非工作状态的阵风风速，其取值为10MIN时距平均风速的14倍。计算风压分QI，QII，QIII三种情况，分别是QI为起重机正常工作状态计算风压，用于选择电动机功率的计算及机构零部件的发热和磨损计算。QII为起重机工作状态最大计算风压，用于计算机构零部件和金属结构的强度刚度及稳定性；计算驱动装置的过载能力及整机工作状态下的抗倾覆稳定性。QIII为起重机非工作状态计算风压，用于验算此时起重机机构零部件及金属结构的强度、整机抗倾覆稳定性和起重机的防风抗滑安全装置、锚定装置的设计验算。不同地区和不同计算工况的起重机按下表选取相应的计算风压值。表24起重机计算风压N/M2工作状态计算风压非工作状态计算风压地区风速M/SQQQ内陆155150500600202506001000沿海台湾省及海南诸岛20062501500注沿海地区系指大陆离海岸线100KM以内的大陆或海岛地区。注非工作状态计算风压的取值内陆的华北、华中和华南地区宜取小值；西北、西南和东北地区宜取大值；沿海以上海为界，上海可取800N/M2，以北取较小值，以南取较大值；在内河港口峡谷风口地区、经常受特大暴风作用的地区（如湛江等地）或只在小风地区工作的起重机，其非工作状态计算风压应按当地气象资料提供的常年最大风速计算。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098518（2）风压高度变化系数HK起重机的工作状态计算风压不考虑高度变化，即1。所有起重机的非工作状态计HK算风压均须考虑高度变化。起重机沿高度划分为20M一段的等风压段，以各段中点的高度变化系数与计算风压相乘。陆上的风压高度变化系数可按下式计算HK031HK（219）海上及海岛的风压高度变化系数可按下式计算20H1式中H距离地（或海）面的高度，M。本文取KH1。（3）风力系数C风力系数用以考虑结构物迎风的风压分布和背风面负压的影响，它与结构物的体型、尺寸等有关。查起重机设计手册，取16。C（4）迎风面积A起重机结构和物品迎风面积，应按最不利迎风方位计算，并取垂直于风向平面上的投影面积LA（220）式中结构和物品的外廓面积M2；LA结构物的充实率，即结构物的净面积与外形轮廓面积之比。两片并列等高且型式相同的结构，考虑前片对后片的挡风作用，其总迎风面积为12A（221）式中前片结构的迎风面积，；1A1L后片结构的迎风面积，；222L两片相邻桁架前片对后片的挡风折减系数。（5）风载荷计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519估算整机风力的作用点和截面的迎风面积，并依此计算出风载荷，考虑风沿小车运行和沿大车运行两个方向，然后计算倾覆力矩，以此作为校核整体的稳定性和轮压计算的依据。查相关资料取为250N/M2,则06150N/M2，非工作状态下计算风压QQ为1500N/M2。Q（A）当风向为沿小车运行方向时21LM635A）（此时风载荷为PWI1615035216845184NPWII1625035216140864NPWIII16150035216845184NB）当风向为沿大车运行方向时22LM156A此时风载荷为PWI1615015637440NPWII1625015662400NPWIII161500156374400N（5）碰撞载荷有轨运行起重机（或小车）在运行时，装在起重机（或小车）上的缓冲器与终点止挡器相碰撞或两台起重机的缓冲器相互碰撞产生的载荷称为碰撞载荷。碰撞载荷是非正常作用的载荷，通常按简化方法计算，即不考虑碰撞时金属结构弹性势能的变化及运行阻力、制动力和物品摆动的影响。作用在缓冲器上的碰撞载荷根据能量原理，假定碰撞动能在碰撞过程中完全为缓冲器所吸收，按缓冲器在下列碰撞速度下所吸收的动能计算（1）无自动减速装置或限位开关时的碰撞速度，大车取85额定运行速度，小车取额定速度；（2）有自动减速装置或限位开关时，按减速后的实际碰撞速度计算，但不小于50额定运行速度；缓冲器的固定连接和缓冲器的止挡件，应按起重机额定速度碰撞的条件进行计算。小车的碰撞速度222MIN/3570V5C小车的碰撞动能买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520223M4325602541MVCNEC大车的碰撞速度224IN/0C大车的碰撞动能225M326048162MV1CNEC（6）载荷组合根据载荷作用在起重机上的概率，可将作用在起重机上的载荷分为三类基本载荷、附加载荷及特殊载荷。基本载荷又称经常性载荷，是始终或经常作用在起重机结构上的载荷。包括自重载荷，起升载荷，惯性载荷和它们的动载效应。对于某些用抓斗、料箱或电磁铁进行作业的起重机，由于突然卸载所产生的起升载荷的动态减载力也属于基本载荷。附加载荷又称非经常性载荷，是起重机在正常工作状态下结构所受到的非经常性作用的载荷。包括起重机工作状态下作用在结构上的最大风载荷，起重机偏斜运行侧向力，以及根据实际情况而决定考虑的温度载荷，冰雪载荷等。特殊载荷又称偶然性载荷，是起重机处于非工作状态时结构可能受到的最大载荷或者在工作状态下结构偶然受到的不利载荷。前者如结构所受到的非工作状态的最大风载荷，试验载荷以及根据实际情况而决定考虑的运输载荷、安装载荷和地震载荷等；后者如起重机在工作状态下所受到的撞击载荷等。只考虑基本载荷组合者为组合，考虑基本载荷和附加载荷组合者为组合，考虑基本载荷和特殊载荷组合者或三类载荷都组合者为组合。各类载荷组合是结构强度和稳定性计算的原始依据，强度和稳定性的安全系数必须同时满足载荷组合，和三类情况下的规定值，疲劳强度只按载荷组合进行计算。（1）计算轮压时的载荷组合轮压计算主要是为了验算码头或轨道的承载能力。计算中，起重机及其部件的位置、载荷的影响，风载荷的方向应取最不利方向和作用效果的组合。按以下工况验算见下表I、大车没有起制动，小车满载起制动，有工作风、风向为最不利方向；II、大车没有起制动，小车空载运行起制动，有工作风、风向为最不利方向；III、大车起制动、小车空载、有工作风、风向为最不利方向；IV、大车没有起制动，小车空载，有非工作风、风向为最不利方向。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521轮压载荷组合见下表25所示表25载荷组合载荷IIIIIIIV起重机自重载荷PGPGPGPGPG起升载荷PQ/PQPQPQPQPQ风载荷PWII/PWIIIPWIIPWIIPWII12PWIII惯性载荷PHPHPHPH应用表中载荷组合时必须注意以下几个问题各载荷组合按最不利状态求出最大和最小轮压，用于运行机构零件及金属结构的强度计算等；II、III类载荷组合的最小轮压用于主动车轮的打滑验算；I、IV类载荷组合用于验算码头或轨道的承载能力；当设计防风拉索、夹轨器或其他类似防风装置时，可按具体情况计算。（2）整机稳定性计算的载荷组合计算整机的稳定性时，必须对起重机工作和非工作（暴风）下的稳定性进行校核计算，在不同的规范和不同的招标书对载荷组合提出的要求不完全相同，应按照用户认可的规定或规范进行载荷组合。有些规范分无风静载组合、有风动载和大车运行和小车运行机构小车水平惯性力组合，失速载荷组合或突卸载荷组合，这些组合下，在最不利的位置和最不利情况各种负荷对倾覆边力矩的代数和大于或等于零，也就是说，当起重机稳定力矩的代数和大于或等于倾覆力矩之和时，可认为起重机整体是稳定的。下表列出了港口起重机稳定性基本要求（GB/T184392001）中对集装箱门式起重机稳定性验算的载荷组合。计算中，起重机及其部件的位置、载荷的影响，应取最不利方向和作用效果进行组合。I、工作状态下大车没有起制动、空载、有工作风；II、工作状态下大车起制动、满载、有工作风；III、非工作状态下大车起制动、空载、非工作风；稳定性计算载荷见下表26所示表26稳定性计算载荷载荷IIIIII起重机自重载荷PGPGPGPG起升载荷PQ/PQPQPQPQ风载荷PWII/PWIIIPWIIPWII12PWIII惯性载荷PH135PHPH买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852225起重机稳定性校核251最大轮压验算桥架型起重机大车或小车运行装置的单个行走轮对轨道的垂直压力，称为轮压。它是桥架型起重机的重要参数。桥架型起重机初步设计时的轮压计算只能是估算。因为有很多影响大车或小车轮压的因素，如各部分的质量及重心位置，迎风面积及形心位置等，只能通过经验或与同类产品类比得到。随着设计计算的逐步深入、完整，待各部分的结构形式、迎风面积、质量等影响轮压值的因素确定以后，才能精确地计算轮压。码头最大轮压不超过250KN。轮压的计算公式如下图27整机受力简图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523NSMBNNPYXL241YXL2226NSBNNPYXL243MYXL4（1）固定部分自重PG1，重心沿小车运行方向距一侧支腿的水平距离为B1，不考虑沿大车运行方向方向上的左右非对称性。（2）移动部分小车PG2，起升载荷PQ按不同的工况，起升载荷分别为吊具自重或吊具自重PQ吊载重量PQ；载荷PG2及PQ/PQ的作用线距一侧支腿的水平距离为L1，不考虑载荷的偏心。（3）外载荷1）风载荷风载荷的合力沿大车运行放向和小车运行方向分解，其中沿小车运行方向的风载荷为PWI（不考虑左右的非对称性），载荷的合力中心高度为H1；沿大车运行方向的风载荷为PWII，载荷的合力中心高度为H2，其作用线距一侧支腿的水平距离为L2。2）惯性载荷惯性载荷包括地震载荷、坡道阻力和机构